JP7021091B2 - Manufacturing method of tungsten oxide and tungsten mixed oxide - Google Patents
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Description
本発明は、火炎噴霧熱分解法による酸化タングステン粉末の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a tungsten oxide powder by a flame spray pyrolysis method.
酸化タングステンとは、良好な導電性をも有し得る公知のIR吸収性物質である。基本的に、このような混合酸化物は、タングステン化合物と、場合によって、混合酸化物成分の化合物とを含有する溶液を調製して、引き続き、溶媒を除去し、残留する固体を、還元作用を及ぼす雰囲気において約500℃の温度で処理することにより得られる。例示的には、欧州特許出願公開第1801815号明細書(EP1801815)が挙げられ、これには、式MxWyOz(ここで、M=アルカリ金属、0.001≦x/y≦1.1および2.2≦z/y≦3.0である)のタングステン混合酸化物の製造が記載されている。そのように製造された粉末は、往々にして、不良な分散性を、例えば被覆において示す。よって、手間のかかる粉砕および分散工程が往々にして必要となる。 Tungsten trioxide is a known IR-absorbing substance that can also have good conductivity. Basically, such a mixed oxide prepares a solution containing a tungsten compound and, in some cases, a compound of a mixed oxide component, and subsequently removes the solvent and reduces the remaining solid. It is obtained by treating at a temperature of about 500 ° C. in the exerting atmosphere. Illustratively, European Patent Application Publication No. 18018115 (EP1801815), which includes the formula M xW yOz (where M = alkali metal, 0.001 ≦ x / y ≦ 1). The production of a tungsten mixed oxide of (1) and 2.2 (z / y≤3.0) is described. Powders so produced often exhibit poor dispersibility, eg, in coatings. Therefore, laborious pulverization and dispersion steps are often required.
米国特許出願公開第2010/102700号明細書(US2010/102700)では、火炎噴霧熱分解法によりタングステン混合酸化物が製造される。その際、タングステン化合物および混合酸化物成分の化合物を含有する溶液は、火炎の中に入れられて、そこで酸化される。しかしながら、約60~80m2/gのBET表面積を有する材料のみが開示されている。十分な結晶度を得るために、火炎噴霧熱分解法からの材料を後に熱処理すると、これにより、BET表面積は、約20m2/gの値に低下する。これにより分散性が悪化する。 In U.S. Patent Application Publication No. 2010/102700 (US2010 / 102700), a tungsten mixed oxide is produced by a flame spray pyrolysis method. At that time, the solution containing the tungsten compound and the compound of the mixed oxide component is put into a flame and oxidized there. However, only materials with a BET surface area of about 60-80 m 2 / g are disclosed. Subsequent heat treatment of the material from the flame spray pyrolysis method to obtain sufficient crystallinity reduces the BET surface area to a value of about 20 m 2 / g. This deteriorates the dispersibility.
高い結晶度および良好な分散性の酸化タングステンの製造を可能にする方法が望ましいだろう。 A method that allows the production of tungsten oxide with high crystallinity and good dispersibility would be desirable.
本発明の対象は、酸化タングステンまたはタングステン混合酸化物の一段階および二段階の製造方法である。どちらの方法にも、火炎噴霧熱分解法が含まれる。 The object of the present invention is a one-step and two-step production method of tungsten oxide or a tungsten mixed oxide. Both methods include flame spray pyrolysis.
酸化タングステン粉末または一般式MxWO3[式中、M=Na、K、Rb、LiおよびCs、0.1≦x≦0.5、好ましくはx=0.33]のタングステン混合酸化物粉末の二段階の製造方法は、一連の工程:
a)タングステン、および場合によって、Mを含有する1種以上の化合物を、化学量論比MxWO3に相当する濃度でそれぞれ含有する溶液を調製する工程、
b)1種または複数の溶液を噴霧して、エアロゾルを反応空間内に形成する工程、
c)エアロゾルを反応空間内で水素炎/酸素炎により反応させる工程、ここでこの火炎には、1<O2,一次/0.5H2≦3が成り立ち、
ここで反応空間は、2つの異なる反応混合物速度v1およびv2を有する2つの反応域を含むように構成され、ここで、v2=0.3~0.8v1、好ましくはv2=0.4~0.7v1および0.5≦v1≦10Nm/s、好ましくは1≦v1≦5Nm/sである、
d)固体を蒸気状または気体状の物質から分離する工程、および
e)分離した固体に、還元作用を及ぼす気体流を450~700℃の温度で流す工程
を含む。
Tungsten oxide powder or tungsten mixed oxide powder of the general formula M x WO 3 [in the formula, M = Na, K, Rb, Li and Cs, 0.1 ≦ x ≦ 0.5, preferably x = 0.33]. The two-step manufacturing method is a series of steps:
a) A step of preparing a solution containing tungsten and, in some cases, one or more compounds containing M at a concentration corresponding to a stoichiometric ratio M x WO 3 .
b) The step of spraying one or more solutions to form an aerosol in the reaction space,
c) The step of reacting the aerosol with a hydrogen flame / oxygen flame in the reaction space, where 1 <O 2, primary / 0.5H 2 ≤ 3 holds for this flame.
Here the reaction space is configured to include two reaction regions with two different reaction mixture velocities v 1 and v 2 , where v 2 = 0.3-0.8 v 1 , preferably v 2 =. 0.4 to 0.7 v 1 and 0.5 ≤ v 1 ≤ 10 Nm / s, preferably 1 ≤ v 1 ≤ 5 Nm / s.
d) It comprises a step of separating a solid from a vaporous or gaseous substance, and e) a step of flowing a gas stream having a reducing action on the separated solid at a temperature of 450 to 700 ° C.
本発明による方法により製造される酸化タングステン粉末のBET表面積は、1~10m2/gである。 The BET surface area of the tungsten oxide powder produced by the method according to the present invention is 1 to 10 m 2 / g.
本発明による方法は、好ましくは、WO3、Li0.33WO3、Na0.33WO3、K0.33WO3、Rb0.33WO3、Cs0.33WO3、Cs0.20WO3およびCs0.25WO3の製造に適している。同様に、タングステンだけでなくNa、K、Rb、LiおよびCsの群から選択される2種の金属をも有する、一般式Mx1Mx2WO3(ここで、x1+x2=x)のタングステン混合酸化物粉末、例えばNa0.1K0.1WO3を製造することができる。 The method according to the present invention preferably comprises WO 3 , Li 0.33 WO 3 , Na 0.33 WO 3 , K 0.33 WO 3 , Rb 0.33 WO 3 , Cs 0.33 WO 3 , and Cs 0. Suitable for the production of 20 WO 3 and Cs 0.25 WO 3 . Similarly, a tungsten mixed oxidation of the general formula M x1 M x2 WO 3 (here x1 + x2 = x) having not only tungsten but also two metals selected from the group of Na, K, Rb, Li and Cs. Material powders such as Na 0.1 K 0.1 WO 3 can be produced.
第一の反応域は、エアロゾルを反応空間内に導入する箇所から開始する。第二の反応域は、第一の反応域に続く。v1は第一の反応域における平均速度であり、v2は第二の反応域における平均速度である。ここで、v1はv2より大きい。これは例えば、第一の反応域における断面積をより小さくすることにより達成可能である。v1およびv2の計算は、未反応の使用物質、例えば窒素または過剰酸素の気体体積と、生成物、すなわち実質的には水蒸気の気体体積とに基づく。速度の記載については、正規化された速度を用いる。この速度は、Nm3/hの単位を有する体積流を断面積で割ることにより求められる。 The first reaction zone begins where the aerosol is introduced into the reaction space. The second reaction zone follows the first reaction zone. v 1 is the average velocity in the first reaction zone and v 2 is the average velocity in the second reaction zone. Here, v 1 is larger than v 2 . This can be achieved, for example, by making the cross-sectional area in the first reaction zone smaller. The calculations for v 1 and v 2 are based on the gas volume of the unreacted substance used, eg nitrogen or excess oxygen, and the gas volume of the product, substantially water vapor. For the description of speed, the normalized speed is used. This velocity is determined by dividing the volumetric flow with the unit of Nm 3 / h by the cross-sectional area.
「O2,一次」の表示は、火炎を発生させる空気または場合によって酸素富化空気の酸素を表す。それだけでなく、この空気とは別に、さらなる空気、すなわち二次空気を反応空間内に直接導入することが合理的であろう。「O2,二次」の表示は二次空気の酸素を表す。ここで二次空気は、反応域2において初めて反応空間内に入るように送られることが好ましい。 The indication "O 2 , primary" indicates oxygen in the air that produces the flame or, in some cases, oxygen-enriched air. Not only that, it would be rational to introduce additional air, secondary air, directly into the reaction space, apart from this air. The indication of "O 2 , secondary" indicates oxygen in the secondary air. Here, it is preferable that the secondary air is sent so as to enter the reaction space for the first time in the reaction region 2.
最後に、溶液の噴霧を空気により行うこともできる。「O2,噴霧」の表示は噴霧空気の酸素を表す。最後に、「O2,ttl」の表示は、合計酸素を表す。合計酸素を、1.5≦O2,ttl/0.5H2≦5であるように選択することが最良である。 Finally, spraying of the solution can also be done by air. The display of "O 2 , spray" indicates oxygen in the spray air. Finally, the indication "O 2 , ttl" represents total oxygen. It is best to choose the total oxygen to be 1.5 ≤ O 2, tl / 0.5H 2 ≤ 5.
O2,ttl/0.5H2またはO2,一次/0.5H2の比率は、2H2+O2→2H2Oによる2molの水素と1molの酸素との反応に基づく。 The ratio of O 2 , tl / 0.5H 2 or O 2, primary / 0.5H 2 is based on the reaction of 2 mol of hydrogen with 1 mol of oxygen by 2H 2 + O 2 → 2H 2 O.
特許請求の範囲に記載のO2,一次/0.5H2およびv2=0.4~0.8v1に関する特徴によって、火炎噴霧熱分解法における温度が約500~750℃と低くなり、1~20m2/gの驚くほど低いBET表面積と既に良好な結晶度とを有する材料が生成される。 Due to the features relating to O 2, primary / 0.5H 2 and v 2 = 0.4 to 0.8 v 1 described in the claims, the temperature in the flame spray pyrolysis method is lowered to about 500 to 750 ° C. 1 A material with a surprisingly low BET surface area of ~ 20 m 2 / g and already good crystallinity is produced.
還元された材料のBET表面積は、火炎噴霧熱分解法からの材料のBET表面積よりも小さいと言える。通常、BET還元/BETFSPの比率は、0.60~0.95である。 It can be said that the BET surface area of the reduced material is smaller than the BET surface area of the material from the flame spray pyrolysis method. Normally, the BET reduction / BET FSP ratio is 0.60 to 0.95.
反応空間内に燃え広がる水素炎/酸素炎は、酸素含有ガス、および酸素との反応において水を形成する燃焼ガスに点火することにより形成される。 The hydrogen flame / oxygen flame that spreads in the reaction space is formed by igniting an oxygen-containing gas and a combustion gas that forms water in the reaction with oxygen.
特別な実施形態において、反応域1および反応域2における反応混合物の平均滞留時間は、t2>0.5t1、好ましくは0.7t1≦t2≦0.9t1であるように選択され、ここでt1は、反応域1における反応混合物の平均滞留時間であり、t2は、反応域2における反応混合物の平均滞留時間である。 In a particular embodiment, the average residence time of the reaction mixture in reaction zone 1 and reaction zone 2 is selected to be t 2 > 0.5 t 1 , preferably 0.7 t 1 ≤ t 2 ≤ 0.9 t 1 . Here, t 1 is the average residence time of the reaction mixture in the reaction region 1, and t 2 is the average residence time of the reaction mixture in the reaction region 2.
平均滞留時間t1は、好ましくは0.2~1秒、特に好ましくは0.3~0.7秒である。平均滞留時間t2は、好ましくは0.1~0.8秒、特に好ましくは0.2~0.5秒である。 The average residence time t 1 is preferably 0.2 to 1 second, particularly preferably 0.3 to 0.7 seconds. The average residence time t 2 is preferably 0.1 to 0.8 seconds, particularly preferably 0.2 to 0.5 seconds.
還元作用を及ぼす気体流としては、水素、水素/窒素混合物、または水素/希ガス混合物が考えられる。 As the gas flow exerting the reducing action, hydrogen, a hydrogen / nitrogen mixture, or a hydrogen / rare gas mixture can be considered.
火炎噴霧熱分解法および後の還元を含む二段階の方法だけでなく、還元工程が省略可能な一段階の方法も本発明の構成要素である。 Not only a two-step method including a flame spray pyrolysis method and a subsequent reduction, but also a one-step method in which the reduction step can be omitted is a component of the present invention.
本発明の対象は、酸化タングステン粉末または一般式MxWO3[式中、M=Na、K、Rb、Liおよび/またはCsであり、0.1≦x≦0.5である]のタングステン混合酸化物粉末の一段階の製造方法であって、一連の工程:
a)少なくとも1種のタングステン化合物と、場合によって、少なくとも1種のM含有化合物とを、化学量論比MxWO3に相当する濃度でそれぞれ含有する溶液を調製する工程、
b)溶液を噴霧して、エアロゾルを反応空間内に形成する工程、
c)エアロゾルを、反応空間内にて1未満のラムダを有する水素炎/酸素炎により反応させる工程、ここで、ラムダ=合計酸素/0.5×水素である、および
d)固体を蒸気状または気体状の物質から分離する工程
を含む、製造方法である。
The object of the present invention is tungsten oxide powder or tungsten of the general formula M x WO 3 [in the formula, M = Na, K, Rb, Li and / or Cs, 0.1 ≦ x ≦ 0.5]. A one-step method for producing a mixed oxide powder, which is a series of steps:
a) A step of preparing a solution containing at least one tungsten compound and, in some cases, at least one M-containing compound at a concentration corresponding to a stoichiometric ratio M x WO 3 .
b) The step of spraying the solution to form an aerosol in the reaction space,
c) Reacting the aerosol with a hydrogen flame / oxygen flame with less than 1 lambda in the reaction space, where lambda = total oxygen / 0.5 × hydrogen, and d) vaporizing or d) solid. It is a manufacturing method including a step of separating from a gaseous substance.
本方法の重要な特徴は、ラムダが1未満であることである。これは、反応式H2+0.5O2→H2Oに関して化学量論比的に過剰な水素が存在するように水素および酸素を選択することを意味する。好ましくは、0.6≦ラムダ<1、特に好ましくは0.7≦ラムダ≦0.95、極めて特に好ましくは0.8≦ラムダ≦0.9である。 An important feature of this method is that the lambda is less than one. This means that hydrogen and oxygen are selected so that there is a stoichiometrically excessive amount of hydrogen with respect to the reaction equation H 2 + 0.5O 2 → H 2 O. Preferably, 0.6 ≦ lambda <1, particularly preferably 0.7 ≦ lambda ≦ 0.95, and extremely particularly preferably 0.8 ≦ lambda ≦ 0.9.
反応空間における平均滞留時間は、一段階の方法の場合、好ましくは1~5秒である。 The average residence time in the reaction space is preferably 1-5 seconds for the one-step method.
本発明による方法において、溶液の微細な液滴は、エアロゾルの構成要素である。微細な液滴は、120μm未満、特に好ましくは30~100μmの平均液滴径を有することが好ましい。通常、液滴を生成するためには、一成分または多成分用ノズルを使用する。 In the method according to the invention, the fine droplets of solution are components of the aerosol. The fine droplets preferably have an average droplet diameter of less than 120 μm, particularly preferably 30-100 μm. Usually, one-component or multi-component nozzles are used to generate droplets.
使用される溶液は、できるだけ高い濃度を有するものとする。その際、粉末の生成量と物質特性の間の最適化を目指すべきである。本発明による方法について、これらの要件は、それぞれ金属としてのWとMとの合計を基準として、5~60重量%、特に好ましくは25~55重量%、極めて特に好ましくは30~50重量%の範囲で最も良好に満たされる。 The solution used shall have as high a concentration as possible. In doing so, the aim should be to optimize between the amount of powder produced and the material properties. For the method according to the invention, these requirements are 5 to 60% by weight, particularly preferably 25 to 55% by weight, very particularly preferably 30 to 50% by weight, based on the sum of W and M as metals, respectively. Best filled in the range.
粉末の均質性に関する最良の結果は、タングステン化合物およびアルカリ金属化合物が溶液中に存在する場合に得られる。溶解性を達成し、かつ溶液噴霧に適切な粘度とするために、溶液を加熱することができる。基本的に、反応条件下で酸化物になり得るあらゆる可溶性金属化合物が使用可能である。その際、これは、無機金属化合物、例えば硝酸塩、塩化物、臭化物であってもよいし、または有機金属化合物、例えばアルコキシドもしくはカルボン酸塩であってもよい。硝酸塩を使用すると特に有利であり得る。 The best results regarding powder homogeneity are obtained when tungsten compounds and alkali metal compounds are present in the solution. The solution can be heated to achieve solubility and to have a viscosity suitable for solution spraying. Basically, any soluble metal compound that can be an oxide under reaction conditions can be used. In this case, it may be an inorganic metal compound such as a nitrate, a chloride, a bromide, or an organic metal compound such as an alkoxide or a carboxylate. The use of nitrates can be particularly advantageous.
有機溶媒としては、好ましくはアルコール、例えばメタノール、エタノール、n-プロパノール、イソプロパノール、n-ブタノールもしくはtert-ブタノール、ジオール、例えばエタンジオール、ペンタンジオール、2-メチル-2,4-ペンタンジオール、酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、ヘキサン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、オクタン酸、2-エチルヘキサン酸、バレリアン酸、カプリン酸またはラウリン酸を使用することができる。さらに、ベンゼン、トルエン、ナフサおよび/またはベンジンを使用することができる。好ましくは、水性溶媒または水を使用する。 The organic solvent is preferably an alcohol such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol or tert-butanol, diol such as ethanediol, pentanediol, 2-methyl-2,4-pentanediol, acetic acid, etc. Propionic acid, butanoic acid, hexanoic acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, octanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, valerian acid, capric acid or lauric acid can be used. In addition, benzene, toluene, naphtha and / or benzine can be used. Preferably, an aqueous solvent or water is used.
実施例
例1~5は、本発明による二段階の方法によるアルカリ金属-タングステン-混合酸化物粉末の製造を示す。例6は、二段階の方法の比較例を示す。例7~11は、本発明による一段階の方法によるカリウム-タングステン-混合酸化物粉末の製造を示す。
Examples 1 to 5 show the production of an alkali metal-tungsten-mixed oxide powder by a two-step method according to the present invention. Example 6 shows a comparative example of the two-step method. Examples 7-11 show the production of potassium-tungsten-mixed oxide powder by the one-step method according to the present invention.
例1
2165gのメタタングステン酸アンモニウム、335gの硝酸セシウムおよび12.020gの水の溶液を調製する。それぞれ金属としてのWおよびCsの合計濃度は、12.7重量%である。
Example 1
Prepare a solution of 2165 g of ammonium metatungstate, 335 g of cesium nitrate and 12.020 g of water. The total concentration of W and Cs as metals, respectively, is 12.7% by weight.
反応域1:室温(23℃)で二成分用ノズルを用いて、2500g/hのこの溶液をノズル噴射ガスとしての5Nm3/hの空気で噴射することにより、エアロゾルを得る。このエアロゾルを、8Nm3/h(0.357kmol/h)の水素および30Nm3/hの空気(0.281kmol/hのO2)により反応させる。バーナー口から50cm下の温度は、527℃である。 Reaction region 1: An aerosol is obtained by injecting this solution at 2500 g / h with 5 Nm 3 / h air as a nozzle injection gas at room temperature (23 ° C.) using a nozzle for two components. The aerosol is reacted with 8 Nm 3 / h (0.357 kmol / h) of hydrogen and 30 Nm 3 / h of air (0.281 kmol / h of O 2 ). The temperature 50 cm below the burner mouth is 527 ° C.
反応域1における滞留時間は、2.89Nm/sの気体速度の場合、0.48秒である。 The residence time in the reaction region 1 is 0.48 seconds at a gas rate of 2.89 Nm / s.
反応域2:さらに、15Nm3/hの二次空気(0.141kmol/hのO2)を反応域1の外側において反応器に導入する。 Reaction region 2: Further, 15 Nm 3 / h secondary air (0.141 kmol / h O 2 ) is introduced into the reactor outside the reaction region 1.
反応域2における滞留時間は、1.65Nm/sの気体速度の場合、0.36秒である。次に反応混合物を冷却し、得られた固体をフィルタにおいて気体状物質から分離する。 The residence time in the reaction region 2 is 0.36 seconds at a gas rate of 1.65 Nm / s. The reaction mixture is then cooled and the resulting solid is separated from the gaseous material in a filter.
この固体は、7.2m2/gのBET表面積を有する。 This solid has a BET surface area of 7.2 m 2 / g.
FSPからの固体を、窒素雰囲気のもと8.0℃/minの昇温速度で500℃の最終温度に加熱し、そこで2時間にわたり、500℃の温度のもとフォーミングガス雰囲気(70/30体積%のN2/H2、体積流100Nl/h)中で処理する。 The solid from the FSP is heated to a final temperature of 500 ° C. under a nitrogen atmosphere at a heating rate of 8.0 ° C./min, where it is formed in a forming gas atmosphere (70/30) under a temperature of 500 ° C. for 2 hours. Process in volume% N 2 / H 2 , volume flow 100 Nl / h).
得られる還元された固体は、5.4m2/gのBET表面積を有する。この固体の分散液(1-メトキシ-2-プロパノール中に18重量%)は、紺色を示す。 The resulting reduced solid has a BET surface area of 5.4 m 2 / g. This solid dispersion (18% by weight in 1-methoxy-2-propanol) shows a dark blue color.
例2~6を同じように実施する。例6は、平均速度がどちらの反応域においても同じである比較例である。使用物質および反応条件を表1に示す。表2に計算値を示す。 Examples 2 to 6 are carried out in the same manner. Example 6 is a comparative example in which the average speed is the same in both reaction regions. Table 1 shows the substances used and the reaction conditions. Table 2 shows the calculated values.
本発明による二段階の方法は、低いBET表面積および既にかなり高い結晶度を有する材料を、火炎熱分解プロセスにおいて得ることを対象としている。後の還元工程において、還元が穏やかな条件で迅速に進行する間にBET表面積があと少し低下するだけで、特筆するほどの焼結が起こることはない。これらの材料は、相応して良好に分散可能である。比較例6において、増加したBET表面積を有する材料がFSPから得られる。この材料は、より還元しにくい。還元された材料自体は、より分散しにくい。 The two-step method according to the present invention is intended to obtain a material having a low BET surface area and already considerably high crystallinity in a flame thermal decomposition process. In the subsequent reduction step, the BET surface area is only slightly reduced while the reduction proceeds rapidly under mild conditions, and notably sintering does not occur. These materials are correspondingly well dispersible. In Comparative Example 6, a material with an increased BET surface area is obtained from the FSP. This material is less likely to reduce. The reduced material itself is less likely to disperse.
例7
4316gのメタタングステン酸アンモニウム、502gの酢酸カリウム、64gの氷酢酸および4831gの水の溶液を調製する。それぞれ金属としてのWとKとの合計濃度は、34.2重量%である。
Example 7
Prepare a solution of 4316 g ammonium metatungstate, 502 g potassium acetate, 64 g glacial acetic acid and 4831 g water. The total concentration of W and K as metals, respectively, is 34.2% by weight.
室温(23℃)で二成分用ノズルを用いて、9.0kg/hのこの溶液をノズル噴射ガスとしての9.2Nm3/hの空気で噴射することにより、エアロゾルを得る。このエアロゾルを10Nm3/hの水素および13.5Nm3/hの空気により反応させる。バーナー口から50cm下の温度は、464℃である。ラムダは0.87である。滞留時間は1.9秒である。 An aerosol is obtained by injecting this solution at 9.0 kg / h with air at 9.2 Nm 3 / h as a nozzle injection gas at room temperature (23 ° C.) using a two-component nozzle. The aerosol is reacted with 10 Nm 3 / h hydrogen and 13.5 Nm 3 / h air. The temperature 50 cm below the burner mouth is 464 ° C. Lambda is 0.87. The residence time is 1.9 seconds.
固体は2.4m2/gのBET表面積を有する。この固体の分散液(1-メトキシ-2-プロパノール中に18重量%)は、紺色を示す。X線構造解析により、六方晶系のカリウム-タングステン-混合酸化物が判明した。 The solid has a BET surface area of 2.4 m 2 / g. This solid dispersion (18% by weight in 1-methoxy-2-propanol) shows a dark blue color. X-ray structural analysis revealed a hexagonal potassium-tungsten-mixed oxide.
同じ溶液を用いて、例8~11を同じように実施する。反応条件を表3に示す。 Examples 8-11 are carried out in the same manner using the same solution. The reaction conditions are shown in Table 3.
例7~11は、還元された粉末が、一段階の方法、すなわち火炎噴霧熱分解法により製造可能であることを示す。
Claims (11)
a)少なくとも1種のタングステン化合物を含有する溶液、または、少なくとも1種のタングステン化合物および少なくとも1種のM含有化合物を化学量論比MxWO3に相当する濃度でそれぞれ含有する溶液、を調製する工程、
b)前記溶液を噴霧して、エアロゾルを反応空間内に形成する工程、
c)前記エアロゾルを前記反応空間内で水素炎/酸素炎により反応させる工程、ここで前記火炎には、1<O2,一次/0.5H2≦3が成り立ち、
ここで前記反応空間は、2つの異なる反応混合物速度v1およびv2をそれぞれ、有する反応域1および反応域2を含むように構成され、ここで、反応域1の断面積は反応域2の断面積よりも小さく、v2=0.3~0.8v1、および0.5≦v1≦10Nm/sである、
d)固体を蒸気状または気体状の物質から分離する工程、および
e)分離した前記固体に、還元作用を及ぼす気体流を450~700℃の温度で流す工程
を含む、前記製造方法。 A method for producing a tungsten oxide powder or a tungsten mixed oxide powder having the general formula M x WO 3 [in the formula, M = Na, K, Rb, Li and / or Cs, 0.1 ≦ x ≦ 0.5]. , A series of steps:
a) A solution containing at least one tungsten compound , or a solution containing at least one tungsten compound and at least one M-containing compound at a concentration corresponding to a chemical ratio of M x WO 3 . Preparation process,
b) The step of spraying the solution to form an aerosol in the reaction space,
c) A step of reacting the aerosol with a hydrogen flame / oxygen flame in the reaction space, where 1 <O 2, primary / 0.5H 2 ≦ 3 holds for the flame.
Here, the reaction space is configured to include a reaction region 1 and a reaction region 2 having two different reaction mixture velocities v 1 and v 2 , respectively, wherein the cross-sectional area of the reaction region 1 is that of the reaction region 2. Smaller than the cross-sectional area, v 2 = 0.3 to 0.8 v 1 and 0.5 ≤ v 1 ≤ 10 Nm / s.
d) The production method comprising a step of separating a solid from a vapor-like or gaseous substance, and e) a step of flowing a gas stream having a reducing action on the separated solid at a temperature of 450 to 700 ° C.
O2,二次は、反応域2において初めて反応空間内に入る二次空気の酸素であり、
O2,噴霧は、噴霧空気の酸素であることを特徴とする、請求項1記載の製造方法。 1.5 ≤ O 2, tl / 0.5H 2 ≤ 5, and O 2 , tl is the total oxygen of O 2, primary , O 2, secondary , and O 2, spray .
O 2 and secondary are oxygen in the secondary air that enters the reaction space for the first time in the reaction region 2.
O 2, The production method according to claim 1, wherein the spraying is oxygen in the sprayed air.
t1が、反応域1における前記反応混合物の平均滞留時間であり、
t2が、反応域2における前記反応混合物の平均滞留時間である
ことを特徴とする、請求項1または2記載の製造方法。 t 2 > 0.5 t 1
t 1 is the average residence time of the reaction mixture in the reaction region 1.
The production method according to claim 1 or 2, wherein t 2 is the average residence time of the reaction mixture in the reaction region 2.
a)少なくとも1種のタングステン化合物を含有する溶液、または、少なくとも1種のタングステン化合物および少なくとも1種のM含有化合物を化学量論比MxWO3に相当する濃度でそれぞれ含有する溶液、を調製し、前記溶液はWとMとの合計を基準として、25~55重量%の濃度を有する工程、
b)前記溶液を噴霧して、エアロゾルを反応空間内に形成する工程、
c)前記エアロゾルを、前記反応空間内にて1未満のラムダを有する水素炎/酸素炎により反応させる工程、ここで、ラムダ=合計酸素/0.5×水素であり、前記合計酸素はO2,一次、O 2,二次 、およびO 2,噴霧 の合計であり、
O2,二次は、反応域2において初めて反応空間内に入る二次空気の酸素であり、
O2,噴霧は、噴霧空気の酸素である、および
d)固体を蒸気状または気体状の物質から分離する工程
を含む、前記製造方法。 Tungsten Oxide Powder or Method for Producing Tungsten Mixed Oxide Powder of General Formula M x WO 3 [in the formula, M = Na, K, Rb, and / or Li, 0.1 ≤ x ≤ 0.5] And a series of steps:
a) A solution containing at least one tungsten compound , or a solution containing at least one tungsten compound and at least one M-containing compound at a concentration corresponding to a stoichiometric ratio M x WO 3 . A step of preparing and having a concentration of 25-55 wt% based on the sum of W and M.
b) The step of spraying the solution to form an aerosol in the reaction space,
c) The step of reacting the aerosol with a hydrogen flame / oxygen flame having less than 1 lambda in the reaction space, where lambda = total oxygen / 0.5 × hydrogen, where the total oxygen is O 2 , Primary , O 2, secondary , and O 2, total of sprays ,
O 2 and secondary are oxygen in the secondary air that enters the reaction space for the first time in the reaction region 2.
O 2, The production method comprising: spraying is oxygen in the sprayed air, and d) separating a solid from a vaporous or gaseous substance.
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